O Experimento Pêndulo Simples

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ - UESC[pic 1]

CURSO AGRONOMIA

DISCIPLINA FÍSICA

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

Experimento 1 – Pêndulo Simples

Anna Lara Nogueira Oliveira

 Fabrine Vitória Ferreira Caetano Santos

 Jocassia Matos da Silva

 Samile Sampaio Santos

Wilkley Sebastião dos Santos e Silva

Ilhéus - Ba

Maio, 2022

Anna Lara Nogueira Oliveira

Fabrine Vitória Ferreira Caetano Santos

Jocassia Matos da Silva

Samile Sampaio Santos

Wilkley Sebastião dos Santos e Silva

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

Experimento 1 – Pêndulo Simples

Relatório apresentado como parte das exigências para obtenção de crédito na disciplina de Física do curso de Agronomia, ministrada pelo Professor Antônio Edsom Carvalho Filho – semestre 2022.1.

Ilhéus - Ba

Maio, 2022

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO                                                                                        04
2. MATERIAIS E MÉTODOS                                                                      05
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO                                                              06
4. CONCLUSÃO                                                                                         06

REFERÊNCIAS                                                                                            07

ANEXO                                                                                                         07

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[pic 2]

1. INTRODUÇÃO

Na natureza, há um grande número de fenômenos onde eventos periódicos são observados. As ondas sonoras, a vibração das cordas, a radiação eletromagnética e o movimento dos elétrons em campos elétricos alternados são exemplos de fenômenos que exibem quantidades com comportamento oscilatório e periódico. Um sistema amplamente utilizado para estudar oscilações e movimentos periódicos é o pêndulo simples. Um pêndulo simples consiste em um objeto de massa m, de volume relativamente pequeno, suspenso por uma corda inextensível de comprimento l de massa desprezível, conforme mostra a Figura 1. Suponhamos que, no caso inicial, o pêndulo seja estacionário e vertical. Quando movido um ângulo θ desta posição de equilíbrio e depois solto, o pêndulo sofrerá um movimento oscilante no plano vertical sob a aceleração da gravidade. Todo movimento oscilatório é caracterizado por um período T, que é o tempo necessário para se executar uma oscilação completa.

Figura 1 – Pêndulo simples em pequenas oscilações (adaptado).

[pic 3] [pic 4]

Fonte: José Carlos Antônio, 2016.

Decompondo a força peso, obtemos 𝑚𝑔𝑠𝑒𝑛θ e 𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠θ. A componente 𝑚𝑔𝑠𝑒𝑛θ produz a força restauradora que age sobre 𝑚. Portanto 𝐹 = −𝑚𝑔𝑠𝑒𝑛θ. Onde 𝑚 é a massa do corpo de prova, 𝑔 a aceleração da gravidade e θ o ângulo de deflexão medido pela relação à horizontal.

           E considerando que, para ângulos relativamente pequenos temos: 𝑠𝑒𝑛θ = θ. De acordo com a Figura 1, podemos ver que:

𝐴𝐵 = θL ⇒ θ =          [pic 5]

𝐹 = −𝑚𝑔 [pic 6]

[pic 7]

            Como a massa (m), a aceleração da gravidade (g) e comprimento (L) são constantes, podemos representá-los por:

𝑘 =               [pic 8]

 𝐹 = −𝑘𝑥

             Substituindo o valor de k na equação do período de um movimento harmônico simples temos que:

T = 2π    ⇒   T = 2π[pic 9][pic 10]

(1)

1. MATERIAIS E MÉTODOS

Para a prática descrita no decorrer deste relatório, utilizou-se dos seguintes materiais:

• Suporte de fixação;
• Fio;
• Massa;
• Cronômetro;
• Fita métrica.

           Fazendo uso dos materiais disponíveis, e sob orientação do professor, fomos instruídos a como utilizar o pêndulo simples e medir o período de oscilação:

1. Para iniciar a tarefa, foi medido o tempo de 5 oscilações (∆t(s)), para 4 comprimentos de pêndulo e anotado os valores na Tabela 1. Os comprimentos dos pêndulos foram igualmente distribuídos: 0,25m; 0,50m; 0,75m, e 1,00m. Medindo o período para pequenas oscilações (15º).

1. Para garantir dados corretos o procedimento repetiu-se cada comprimento 5 vezes. Em seguida, com a média aritmética entre estas foi calculado o período de uma oscilação. Após conseguido o período de uma oscilação, o resultado de T(s) foi elevado ao quadrado (T²(s²)). Tal como descrita na Tabela 1.

1. Após realizado o preenchimento da tabela, utilizou-se o programa Excel para gerar a representação gráfica dos resultados, obtidos em relação ao comprimento (L) e do período (T²(s²)), Gráfico 1.

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1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Com o auxílio do programa Excel, pôde-se construir um gráfico de dispersão da distribuição dos pontos utilizando a equação (1) para os quatro comprimentos do experimento e traçou uma linha de tendência cuja inclinação é o valor obtido experimentalmente para a aceleração da gravidade, Gráfico 1.

Gráfico 1 - Análise gráfica do período T²(s²) em função do comprimento L (m).

[pic 12][pic 13]

O software forneceu a equação da reta: y=3,5258x. Com o valor plotado, infere-se o valor da gravidade local: g=9,81 m/s². Utilizando a equação: